申请日2016.04.29
公开(公告)日2016.08.31
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了一种垃圾渗滤液深度处理系统及处理方法，所述系统由混凝沉淀池、高级氧化分离反应装置、前置生物膜脱氮除碳装置串联组成，其处理方法为：(1)通过混凝沉淀池去除废水中的大部分悬浮、胶体状有机物以及重金属离子和总磷等污染物;(2)利用高级氧化分离装置进一步去除难降解的有机物;(3)通过前置生物膜脱氮除碳装置进一步去除总氮和有机物。本发明具有较高的抗冲击负荷能力，并且能同步实现TP、COD、氨氮和总氮等污染物的去除，大大降低了吨水处理成本。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液深度处理系统，由混凝沉淀池、高级氧化分离装置、前置生物膜脱氮除碳装置串联组成，其特征在于：
所述的混凝沉淀池包括进水管道、混凝药剂投加装置、搅拌装置、混凝沉淀池本体、斜板或斜管、排泥管、出水渠;
所述的高级氧化分离反应装置为微电解耦合芬顿氧化床、中和沉淀池的组合装置;
所述的前置生物膜脱氮除碳装置包括缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)和中间水箱;缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)与好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)串联构成，两者间设置渗滤液回流装置。
2.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于：所述中和沉淀池的出水管与渗滤液回流装置的出水管分别与缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体下部连接。
3.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于：所述的微电解耦合芬顿氧化床包括过氧化氢和酸投加装置、管道混合器、进水管、铁碳填料、配水区、反应池本体。
4.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于：所述的中和沉淀池为加药的斜管或加药的斜板沉淀池。
5.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于：所述缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)包括缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室、缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置、缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体、反硝化生物滤料层、 清水区、出水渠、出水管;缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体下部，缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室内，反硝化生物滤料层设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置上部，清水区在反硝化生物滤料层的上部，在清水区开有出水渠，出水渠通过出水管连接好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体下部。
6.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统，其特征在于：所述好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)包括好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)布水系统、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体、硝化生物滤料层、清水区、出水渠、出水管和中间水池，好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体下部，好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)布水装置设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室内，除碳硝化生物滤料层设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室上部，硝化生物滤料层上部是清水区，清水区与出水渠连通，出水渠通过出水管连接排放水池，排放水池部分出水作为最终排放出水，部分作为回流的硝化液。
7.根据权利要求1所述的垃圾渗滤液深度处理系统的垃圾渗滤液处理方法，其特征是：
(1)混凝沉淀反应：待处理垃圾渗滤液为经过物理固液分离后的生化出水或经过物理固液分离后膜生物反应器产生的浓缩液;按照 聚合硫酸铁或聚合氯化铝铁药剂量与待处理垃圾渗滤液的COD质量比为2：1～1：3向混凝沉淀池投加混凝药剂，同时向池中投加一定的助凝剂PAM，去除废水中的大部分悬浮、胶体状的有机物以及重金属离子和总磷等污染物，经混凝沉淀后的澄清渗滤液进入高级氧化分离装置;
(2)高级氧化分离反应：所述的混凝沉淀池出水在管道混合器内与药剂投加系统投加的过氧化氢、酸混合进入微电解耦合芬顿氧化床，在微电解耦合芬顿氧化床中，过氧化氢投加量与待处理废水的COD质量比例为1：1～3：1，铁碳填料质量比为2：1～5：1，反应时间为3～8小时，铁碳微电解耦合芬顿氧化床出水进入中和沉淀池;
铁碳微电解耦合芬顿氧化床出水进入中和沉淀池，用碱性物质将出水pH值调节至7～9，并按照PAM投加量与COD去除质量比1：600～1：300投加助凝剂PAM，分离沉淀絮体，通过中和过程中产生的氢氧化铁胶体的网补、吸附架桥等作用进一步去除废水中的部分有机物和绝大部分的铁盐，澄清出水进入下一级生物膜脱氮除碳装置中;
(3)生物膜脱氮除碳反应：
①缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)反硝化反应：
高级氧化分离装置出水和回流的渗滤液混合后一起进入深床缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)，并按照COD/NOx--N质量比为3：1～5：1向池体前段进水池投加碳源，水力停留时间2～6小时，附着在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)内填料表面的专性反硝化菌则 利用原渗滤液中剩余的有机物和投加的碳源作为反硝化碳源，将来自于中沉池出水和好氧生物滤池回流的硝化液的硝酸盐氮还原为氮气，从而实现脱氮和去除废水中部分有机物的目的，缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)出水进入好氧硝化除碳生物滤池(C/N-BAF);
②好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)除碳硝化反应：
在好氧硝化除碳生物滤池(C/N-BAF)中溶解氧为3.5～8mg/L时，附着生长在生物填料层上的专性好氧硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，附着生长在生物填料层上的好氧异养菌将少量剩余的有机物去除，渗滤液经过4～12小时处理后，经好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)处理的部分出水作为回流的渗滤液，部分出水作为最终达标的出水。
8.根据权利要求7所述的垃圾渗滤液深度处理系统的垃圾渗滤液处理方法，其特征在于：所述的渗滤液回流比为100%～400%。
说明书
一种垃圾渗滤液深度处理系统及处理方法
技术领域
本发明属于废水净化处理技术领域，具体涉及一种垃圾渗滤液深度处理系统及处理方法。
背景技术
目前，垃圾渗滤液的深度处理主要以膜过滤为主，膜处理技术采用超滤、纳滤和反渗透，但超滤、纳滤和反渗透仅仅是一个分离过程，污染物并未降解和有效去除，在排出清液的同时，还会有大量的浓缩液。同时由于超滤、纳滤和反渗透没有生物降解功能，出水清液中低分子有机物如硫醚、硫化氢等会使出水留有臭味。膜处理方法产生的浓缩液是一种处理难度很大的二次污染源，浓缩液的处理到现在为止还没有很好的方法，而且膜属于不可再生资源，如损坏必须更换新的，无法循环使用，造成资源的浪费，运行成本高。一般浓缩液的处理采用蒸发、吸附焚烧法和回灌填埋场。其中，蒸发干化法对设备要求高，运行费用高，操作管理复杂;吸附焚烧法在国外运行较多，但是对吸附剂的要求高，通常采用的活性炭机械强度差，再生困难;回灌填埋场的浓缩液，经过矿化垃圾过滤，系统中盐分无法脱除，长时间形成累积，使渗滤液水质逐渐恶化，影响系统正常运行;传统的生化二沉池出水和膜浓缩液含有大量的悬浮性有机物，直接采用高级氧化处理无疑会大大提高渗滤液的处理成本。
微电解耦合芬顿氧化技术是一种新型、高效的高级氧化水处理技术，微电解和Fenton两种技术的耦合反应具有相互协调、相互补充及相互激发作用，能取得更好的处理效果。可以有效解决传统的微电解、Fenton反应、Fe0-H2O2、微电解-Fenton串联等工艺存在的低效能、占地面积大、工艺流程长、耗能高等问题，且可避免单一和串联工艺处理效率低下、Fenton反应需要投加亚铁盐等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，结合垃圾渗滤液二沉池生化出水和膜浓缩液的性质，通过物理、化学和生物处理相结合的方式，提出一种垃圾渗滤液深度处理的系统及方法。该系统和方法具有较高的抗冲击负荷能力，并且能同步实现重金属、TP、COD、氨氮和总氮等污染物的去除，可大大降低废水处理成本。
本发明为达到上述目的的技术方案：
本发明垃圾渗滤液深度处理系统，由包括混凝沉淀池、高级氧化分离反应装置、前置生物膜脱氮除碳装置串联组成。
所述的混凝沉淀池包括进水管道、混凝药剂投加装置、搅拌装置、混凝沉淀池本体、斜板或斜管、排泥管、出水渠，沉淀池本体为斜管沉淀池或斜板沉淀池。
所述的高级氧化分离反应装置为微电解耦合芬顿氧化床、中和沉淀池的组合装置。所述的微电解耦合芬顿氧化床包括过氧化氢和酸投加装置、管道混合器、进水管、铁碳填料、配水区、反应池本体。所述的中和沉淀池为加药的斜管或加药的斜板沉淀池。
所述的前置生物膜脱氮除碳系统包括缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)和中间水箱，缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)与好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)串联连接，两者间设置渗滤液回流装置，渗滤液回流比为100%～400%。
所述中和沉淀池的出水管与渗滤液回流装置的出水管分别与缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体下部连接。
所述缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)包括缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室、缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置、缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体、反硝化生物滤料层、清水区、出水渠、出水管。缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)本体下部，缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)配水室内，反硝化生物滤料层设置在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)布水装置上部，清水区在反硝化生物滤料层的上部，在清水区开有出水渠，出水渠通过出水管连接好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体下部;
所述好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)包括好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)布水装置、好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体、硝化生物滤料层、清水区、出水渠、出水管和中间水池，好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)本体下部，好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)布水装置设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室内，除碳硝化生物滤料层设置在好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)配水室上部，硝化生物滤料层上部是清水区，清水区与出水渠连通，出水渠通过出水管连接排放水池，排放水池部分出水作为最终排放出水，部分作为回流的硝化液。
本发明垃圾渗滤液深度处理系统的垃圾渗滤液处理步骤如下：
(1)混凝沉淀反应：待处理垃圾渗滤液为经过物理固液分离后的生化出水或经过物理固液分离后膜生物反应器产生的浓缩液。按照聚合硫酸铁或聚合氯化铝铁药剂量与待处理渗滤液的COD质量比为2：1～1：3向混凝沉淀池投加混凝药剂，同时向池中投加一定的助凝剂PAM，去除废水中的大部分悬浮、胶体状的有机物以及重金属离子和总磷等污染物，经混凝沉淀后的澄清渗滤液进入高级氧化分离装置;
(2)高级氧化分离反应：高级氧化分离装置为微电解耦合芬顿氧化床、中和沉淀池的组合装置或芬顿高级氧化塔、中和沉淀池的组合装置中的任一一组装置。所述的混凝沉淀池出水在管道混合器内与药剂投加系统投加的过氧化氢、酸混合进入微电解耦合芬顿氧化床底部的配水区、铁碳填料层和清水区。在微电解耦合芬顿氧化床中，过氧化氢投加量与待处理废水的COD质量比例为1：1～3：1，铁碳填料质量比为2：1～5：1，反应时间为3～8小时，铁碳微电解耦合芬顿氧化床出水进入中和沉淀池;铁碳微电解耦合芬顿氧化床出水进入中和沉淀池，用碱性物质将出水pH值调节至7～9，并按照PAM投加量与COD去除质量比1：600～1：300投加助凝剂PAM，分离沉淀絮体，通过中和过程中产生的氢氧化铁胶体的网补、吸附架桥等作用进一步去除废水中的部分有机物和绝大部分的铁盐，澄清出水进入下一级生物膜脱氮除碳系统中。
(3)生物膜脱氮除碳反应：
①缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)反硝化反应：
高级氧化分离装置出水和回流的渗滤液混合后一起进入深床缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)，并按照COD/NOx--N质量比为3：1～5：1向池体前段进水池投加碳源，水力停留时间2～6小时，附着在缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)内填料表面的专性反硝化菌则利用原渗滤液中剩余的有机物和投加的碳源作为反硝化碳源，将来自于中沉池出水和好氧生物滤池回流的硝化液的硝酸盐氮还原为氮气，从而实现脱氮和去除废水中部分有机物的目的，缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)出水进入好氧硝化除碳生物滤池(C/N-BAF);
②好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)除碳硝化反应：
在好氧硝化除碳生物滤池(C/N-BAF)中溶解氧为3.5～8mg/L时，附着生长在生物填料层上的专性好氧硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐氮，附着生长在生物填料层上的好氧异养菌将少量剩余的有机物去除，渗滤液经过4～12小时处理后，经好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)处理的部分出水作为回流的渗滤液，部分出水作为最终达标的出水。
通过缺氧深床反硝化生物滤池(A-DBF)—好氧除碳硝化生物滤池(C/N-BAF)生物膜脱氮除碳装置来保证整套系统出水的稳定性并达到排放标准。
本发明通过物理、化学和生物处理相结合的方式，针对垃圾渗滤液中不同污染物进行分类深度处理。该系统具有较高的抗冲击负荷能力，并且能同步实现TP、COD、氨氮和总氮等污染物的去除，出水指标可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)一级标准。
